La tecnología biofloc (BFT) es considerada como un sistema de cultivo innovador con gran potencial para la producción de pescado.
Investigadores de Maseno University (Kenia) y del Kenya Marine and Fisheries Research Institute (KMFRI) publicaron un artículo donde articulan los pasos para el establecimiento de la tecnología biofloc y demuestran su potencial para alcanzar tres objetivos:
a) Incremento de la producción de pescado,
b) Aumento de la resiliencia de los sistemas de producción de pescado, y
c) Uso eficiente de la energía, agua, suelo y la reducción de las emisiones de gases de efecto invernadero.
Tecnología biofloc
El BFT usa los principios del ciclo de nutrientes a través de complejas vías para producir alimento natural para los peces.
La tecnología biofloc es una tecnología climáticamente inteligente que trabaja en base a la producción de masa de los microorganismos in situ. Los microorganismos están acreditados para:
i) Mantener una buena calidad del agua,
ii) Incrementar la factibilidad del cultivo mediante la reducción de la tasa de conversión del alimento y los costos del alimento,
iii) Bioseguridad, y
iv) El secuestro de los gases de efecto invernadero.
Según los investigadores, estas cuatro funciones biológicas de los microorganismos en las unidades de biofloc son los factores de alta producción de pescado, la rentabilidad y la protección ambiental.
Funcionalmente, el biofloc depende de los procesos heterotróficos donde el alimento no consumido, las heces y el exceso de nutrientes son convertidos en bioflocs comestibles, también denominados proteínas unicelulares.
Bioflocs y proceso de floculación
Los bioflocs son macroagregados heterogéneos de materiales planctónicos en la columna de agua, que constituye un consorcio de floc formado de bacterias, diatomeas, microalgas filamentosas, micro y macro invertebrados, protozoos, material fecal y alimento no consumido.
El biofloc normalmente coloniza nuevos sistemas después de la acumulación de desechos orgánicos.
Las células microbianas forman la matriz del flóculo a través de un complejo proceso de floculación, controlados por procesos físicos, químicos y biológicos. En este proceso, los principales constituyentes de la matriz del flóculo son estructuras poliméricas extracelulares que forman cápsulas microbianas, que pueden enlazar los componentes del biofloc.
Los flóculos están típicamente formados de polisacáridos, proteínas, compuestos húmicos, ácidos nucleicos y lípidos, producidos principalmente como capas de limo o cápsulas bajo la limitación del nitrógeno.
La tecnología biofloc opera en el principio del reciclaje de nutrientes mediante el mantenimiento de una tasa más alta de carbono/nitrógeno, por encima de 15 para estimular el crecimiento masivo de las bacterias heterotróficas.
Selección de especies en BFT
Las especies ideales para su crianza en sistemas biofloc deben ser total o parcialmente filtradores para aprovechar las partículas del biofloc y detritus. Los camarones y la tilapia son excelentes candidatos debido a su capacidad para engullir bioflocs, mejorando así la eficiencia de la alimentación y la tasa de conversión alimenticia (FCR).
Monitoreo y mantenimiento del biofloc
La cantidad mínima de flóculo requerido en un sistema BFT depende en la intensidad y el tamaño del sistema de cultivo.
Una concentración de biofloc de 15 ml/l (sólidos suspendidos) debe ser mantenido mediante la adición de pellets (18% de proteína cruda) y 300 g de melaza, para mantener una tasa C/N superior a 15.
Bajo condiciones ambientales favorables, el número del biofloc se incrementa cinco veces dentro de 2-3 semanas, para alcanzar 10 mil millones de células bacterianas por cm-3, con más de 2000 especies bacterianas.
Asimismo, cuando los niveles de flóculos exceden los 500 mg/l, el lodo debe ser reducido mediante la remoción del 10-15% del agua del fondo a través de un sistema de drenaje. El lodo también debe ser removido cuando los niveles de amoníaco es mayor a 1 mg/l o cuando hay un mal olor con formación de algas.
Aplicaciones del biofloc en la acuicultura
Hatchery, larvicultura y producción de alimento vivo
La larvicultura exitosa en la producción de semilla de peces requiere de una cantidad suficiente de alimento vivo como rotíferos, copépodos, cladoceros y nauplios de Artemia como alimentos iniciadores en los hatcheries.
Los métodos convencionales de la producción de alimento vivo incluye el uso de pastas con alta densidad microalgal, cuyo protocolo de cultivo es caro, frágil y estresante. Por consiguiente, se han desarrollado nuevos protocolos para la producción de alimento vivo empleando la tecnología biofloc.
Además de acelerar el crecimiento de la densidad poblacional del alimento vivo, los bioflocs pueden ser usados como suplementos nutricionales debido a sus más altos factores nutricionales.
Calidad del agua
Los principales problemas en la calidad del agua en los sistemas de acuicultura intensiva es la acumulación de compuestos nitrogenados tóxicos.
BFT inicialmente fue desarrollada para remover los compuestos nitrogenados en los sistemas acuícolas, mediante la utilización de procesos naturales. Estos procesos incluyen la remoción fotoautotrófica por las algas, la conversión bacteriana autotrófica de amoníaco a nitratos, y la conversión bacteriana heterotrófica del amoníaco directamente a biomasa microbiana.
Bioseguridad
En la actualidad, los sistemas de acuicultura cerrados son seguros por razones de bioseguridad. Los sistemas cerrados tienen ventajas ambientales y comerciales sobre los sistemas extensivos y semi-intensivos convencionales.
El hecho de que el agua es reusada reduce las oportunidades para la introducción de patógenos externos en el sistema.
Los flóculos bacterianos normalmente se controlan mediante la comunicación de célula a célula a través de moléculas señalizadoras, en un proceso llamado detección de quórum. La detección del quórum ocurre cuando se alcanza cierta densidad de células y regula la expresión de genes que codifican la producción de enzimas líticas y toxinas en biopelículas.
Captura del carbono atmosférico
Las especies de fitoplancton requieren del carbono para la fotosíntesis, incrementando la captura de carbono. Estudio sobre el sumidero de carbono por fitoplancton biofloc de la especie Oocystis sp. (Chlorophyta) y Chroococcus sp. (Cyanophyta) reveló que Chroococcus sp. secuestraron una mayor cantidad de dióxido de carbono (CO2) en comparación con la cantidad de carbono que puede ser secuestrada por Oocystis sp.
Desafíos y limitaciones del biofloc
Los investigadores describen los siguientes desafíos y limitaciones de la tecnología biofloc:
i) La multiplicación de las bacterias heterotróficas pueden causar una excesiva turbidez en el sistema, que puede generar obstrucciones en las branquias de camarones y peces, especialmente en aquellos peces que no son capaces de crecer en aguas turbias.
ii) El BFT requiere el incremento en el uso de energía para la mezcla y la aireación.
iii) La tecnología biofloc requiere de un período de inicio de cerca de 2 semanas para el desarrollo de los microbios. El período de inicio puede prolongar los ciclos de producción.
Conclusiones y recomendaciones
De acuerdo con los investigadores, el biofloc presenta oportunidades para los pequeños piscicultores, y también para las compañías grandes. Ellos indican que existe la necesidad de promover la adopción del BFT a través de la capacidad de implementar iniciativas y demostraciones pilotos.
El cambio de las poblaciones microbianas y la técnica de monitoreo del biofloc debe ser estudiado para proveer un buen conocimiento de los mecanismos microscópicos que están involucrados en la biofloculación.
El estudio fue financiado por la Kenya Climate Smart Agriculture Project (KCSAP).
Referencia (acceso libre):
Erick O. Ogello, Nicholas O. Outa, Kevin O. Obiero, Domitila N Kyule, Jonathan M. Munguti. The prospects of biofloc technology (BFT) for sustainable aquaculture development. Scientific African, Volume 14, 2021, e01053, ISSN 2468-2276, https://doi.org/10.1016/j.sciaf.2021.e01053.
